本发明涉及电动汽车
技术领域：
，特别涉及一种电动汽车的再生制动系统及其控制方法。
背景技术：
：在电动汽车的生产中，汽车的续航能力是生产过程中最重要的考核指标，若单纯地提高蓄电池的容量，增加了生产成本，且仍无法满足人们对电动汽车日益升高的要求。制动器包括盘式制动器和鼓式制动器，普通的制动系统为通过刹车片产生巨大的摩擦力实现，该制动过程将车辆损失的机械能几乎全部转化为与刹车片摩擦产生的热能，如果能将制动过程中的机械能转化为电能则能大大提高电动汽车的续航能力。制动分为紧急制动、中度制动、下坡制动、滑行减速和缓慢减速过程，其中，中度制动、下坡制动和滑行减速的制动过程能被再生制动回收能量。再生制动为将制动过程中产生的部分能量转化为电能储存起来，能大大提高电动汽车的续航能力。再生制动也叫反馈制动，是一种应用在电动车辆上的制动技术，在制动过程中，整车的惯性能量可以传递到电动机，从而带动电动机转动，此时电动机转化为发电机，向动力电池充电，将制动能量转化为电能，储存在动力电池中，实现了能量的再生利用，同时电机产生的制动力矩作用于车轮实现对车轮施加制动力，从而达到使车辆减速的效果。再生制动对能力的回收受电池充电功率的限制，当回收功率超过电池当时最大充电功率时，电池则不能回收制动能量，该情况多发生在车速较快的时候。中度制动即一般制动，指制动减速度小于3m/s2，且大于滑行减速，此过程可以分为减速过程与停车过程两部分，一般为再生制动系统负责减速过程，机械制动完成停止过程。授权号cn102923128b公开了一种四轮轮毂电机独立驱动电动汽车再生制动系统控制方法，其系统包括再生制动和机械制动，通过整车控制器计算出需求的制动强度和总的需求制动力，并判断是否采用再生制动或机械制动，但当只采用机械制动时，其产生的大量热能将无法被再生制动系统转化为电能，则总制动过程的能量转化率较低。授权号cn104709096b公开了具有摩擦制动与再生制动完全解耦功能的电动助力制动系统，将摩擦制动和再生制动较好的结合，同样通过电子控制单元控制是否采用摩擦制动和再生制动，也未考虑摩擦制动时产生的热能。申请号201510015196.6公开了再生制动控制系统和方法，通过制动系统控制模块控制是否启用摩擦制动或再生制动，同样未考虑摩擦制动时产生的热能，且均未考虑车速对再生制动的影响。技术实现要素：为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种能回收机械制动过程中产生热能的电动汽车的再生制动系统及其控制方法。本发明采用的技术方案是：一种电动汽车的再生制动系统，其特征在于，包括制动踏板、负载传感器、角度传感器、车速传感器、制动控制器、再生制动组件、机械制动组件、输入功率传感器、电池电量传感器、电池温度传感器、磁生电组件和动力电池，所述制动踏板同时连接所述负载传感器、角度传感器和车速传感器，负载传感器、角度传感器和车速传感器再连接制动控制器，所述再生制动组件和机械制动组件同时受制动控制器的控制，再生制动组件连接发动机，机械制动组件包括摩擦制动器和温差发电机，再生制动组件和机械制动组件同时连接所述输入功率传感器，输入功率传感器再同时连接所述电池电量传感器和电池温度传感器，电池电量传感器和电池温度传感器共同连接动力电池和磁生电组件，磁生电组件再连接输入功率传感器。进一步地，所述摩擦制动器包括刹车片和导热结构，导热结构包括第一导热片、导热杆和第二导热片，导热杆分别连接第一导热片和第二导热片，第一导热片设置于刹车片内，第二导热片与温差发电机连接。进一步地，所述磁生电组件包括闭合导体、转轴和对称设置于闭合导体两侧的导电板，闭合导体绕转轴的轴心均匀固定设置于转轴上，转轴与汽车轮毂配合，同时与发动机连接，两导电板通电能使导电板之间形成磁场。优选的，所述闭合导体为三角环结构。优选的，导热杆表面设有保温层。优选的，所述保温层上均匀设有散热孔，各散热孔的间距大于散热孔的通径。进一步地，所述温差发电机为低级热温差发电器，温差发电机内设有输出功率控制器。一种电动汽车的再生制动系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）踩下制动踏板，分别通过负载传感器、角度传感器和车速传感器获得负载信号、角度信号和车速信号；（2）根据负载信号、角度信号和车速信号通过制动控制器计算得所需制动力f，设定中度制动的停车所需制动力为f0，当f≺f0时，单独启动再生制动，当f≥f0时，同时启动再生制动和机械制动；（3）再生制动通过发动机发电，机械制动通过温差发电机发电，二者所得电能通过输入功率传感器检测其功率p，同时，检测动力电池的电量a和温度t；（4）设定动力电池的额定功率为p0，充电电量上限为a0，预警温度为t0，当同时满足p≤p0、a≤a0和t≤t0时,步骤（3）中所得的电能对动力电池进行充电，当不满足上述条件时，步骤（3）中所得电能进入磁生电组件，对导电板通电，使两导电板之间形成磁场，设置在轮毂上的闭合导体会持续进行切割磁感线产生电流，实现切割磁感线发电，同时闭合导体在磁场中会产生阻力，对轮毂产生制动力；（5）步骤（4）中闭合导体所得电流再依次经过输入功率传感器、电池电量传感器和电池温度传感器，重复步骤（4）中的过程，直至动力电池的电量达到a0，后续制动产生的电能将全部被闭合导体的电阻所消耗。与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过负载传感器和车速传感器计算得到的制动力充分考虑了负载和车速对制动力的影响，使再生制动产生的效果更稳定，防止制动效果时好时坏，同时能使制动控制器及时判断是否单独采用再生制动或同时采用再生制动和机械制动；（2）机械过程中刹车片所产生的大量热量利用温差发电机转化为电能，进一步提高了能量的回收；（3）设置输入功率传感器、电池电量传感器和电池温度传感器以确定动力电池的安全充电环境，保护动力电池，防止其损坏；（4）设置磁生电组件，当所得电能不满足动力电池的安全充电环境时，将电能转入磁生电组件，通过闭合导体继续产生制动力和电流，其中产生的制动力能增强车速较快时的制动效果；（5）闭合导体采用三角环结构，使其能适应较大的制动力，不易损坏；（6）导热杆上设置保温层能减少导热中热量的损失，保温层上均匀设置散热孔能使第一导热片和第二导热片能持续产生一定的温差，促进两导热片之间的导热效率。附图说明图1为本发明的再生制动系统的连接关系示意图；图2为本发明的再生制动系统的控制方法示意图；图3为刹车片与温差发电机连接的结构示意图；图4为保温层的结构示意图；图5为磁生电组件的侧视结构示意图；图6为磁生电组件的闭合导体的结构示意图；图中：1-刹车片，2-第一导热片，3-导热杆，31-保温层，4-第二导热片，5-温差发电机，6-导电板，7-转轴，8-闭合导体。具体实施方式为了更好地理解本发明的再生制动系统，以下结合附图对本发明作进一步详细描述。如图1所示，一种电动汽车的再生制动系统，其特征在于，包括制动踏板、负载传感器、角度传感器、车速传感器、制动控制器、再生制动组件、机械制动组件、输入功率传感器、电池电量传感器、电池温度传感器、磁生电组件和动力电池，所述制动踏板同时连接所述负载传感器、角度传感器和车速传感器，负载传感器、角度传感器和车速传感器再连接制动控制器，所述再生制动组件和机械制动组件同时受制动控制器的控制，再生制动组件连接发动机，机械制动组件包括摩擦制动器和温差发电机，再生制动组件和机械制动组件同时连接所述输入功率传感器，输入功率传感器再同时连接所述电池电量传感器和电池温度传感器，电池电量传感器和电池温度传感器共同连接动力电池和磁生电组件，磁生电组件再连接输入功率传感器。如图3或4所示，所述摩擦制动器包括刹车片1和导热结构，导热结构包括第一导热片2、导热杆3和第二导热片4，导热杆3分别连接第一导热片2和第二导热片4，第一导热片2设置于刹车片1内，第二导热片4与温差发电机5连接，导热杆3表面设有保温层31，保温层31上均匀设有散热孔，各散热孔的间距大于散热孔的通径，促进两导热片之间的导热效率，温差发电机5内设有输出功率控制器，针对不同的温差控制温差发电机5的输出功率，以满足动力电池的充电需求。如图5和6所示，所述磁生电组件包括闭合导体8、转轴7和对称设置于闭合导体两侧的导电板6，闭合导体8为三角环结构,闭合导体8绕转轴7的轴心均匀固定设置于转轴7上，转轴7与汽车轮毂配合，同时与发动机连接，两导电板6通电能使导电板6之间形成磁场。为了更好地理解本发明的控制方法，以下结合附图作进一步的详细说明。如图2所示，一种电动汽车的再生制动系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）踩下制动踏板，分别通过负载传感器、角度传感器和车速传感器获得负载信号、角度信号和车速信号；（2）根据负载信号、角度信号和车速信号通过制动控制器计算得所需制动力f，设定中度制动的停车所需制动力为f0，f0为经反复试验得到，当f≺f0时，单独启动再生制动，当f≥f0时，同时启动再生制动和机械制动；（3）再生制动通过发动机发电，机械制动通过温差发电机发电，二者所得电能通过输入功率传感器检测其功率p，同时，检测动力电池的电量a和温度t；（4）设定动力电池的额定功率为p0，充电电量上限为a0，预警温度为t0，当同时满足p≤p0、a≤a0和t≤t0时,步骤（3）中所得的电能对动力电池进行充电，当不满足上述条件时，步骤（3）中所得电能进入磁生电组件，对导电板通电，使两导电板之间形成磁场，设置在轮毂上的闭合导体会持续进行切割磁感线产生电流，实现切割磁感线发电，同时闭合导体在磁场中会产生阻力，对轮毂产生制动力；（5）步骤（4）中闭合导体所得电流再依次经过输入功率传感器、电池电量传感器和电池温度传感器，重复步骤（4）中的过程，直至动力电池的电量达到a0，后续制动产生的电能将全部被闭合导体的电阻所消耗。为了更好的理解本发明，以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例1同时采用本发明的再生制动系统和控制方法，制动使车速在10秒内从50km/h降低到30km/h，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。对照例1在本发明的基础上舍去磁生电组件和温差发电机，单独采用本发明再生制动系统中的再生制动器和机械制动器，当f≺f0时，单独启动再生制动，当f≥f0时，单独启动机械制动，其余结构和方法与本发明相同，制动使车速在10秒内从50km/h降低到30km/h，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。实施例2同时采用本发明的再生制动系统和控制方法，制动使车速在10秒内从30km/h制动至停车，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。对照例2在本发明的基础上舍去磁生电组件和温差发电机，单独采用本发明再生制动系统中的再生制动器和机械制动器，当f≺f0时，单独启动再生制动，当f≥f0时，单独启动机械制动，其余结构和方法与本发明相同，制动使车速在10秒内从30km/h制动至停车，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。实施例3同时采用本发明的再生制动系统和控制方法，制动使车速在2秒内从30km/h制动至停车，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。对照例3在本发明的基础上舍去磁生电组件和温差发电机，单独采用本发明再生制动系统中的再生制动器和机械制动器，当f≺f0时，单独启动再生制动，当f≥f0时，单独启动机械制动，其余结构和方法与本发明相同，制动使车速在2秒内从30km/h制动至停车，计算其损失的机械能，记录动力电池制动前后电池电量的变化的百分比，根据动力电池所能储存的总电能计算再生制动系统获得的电能，计算能量回收率，重复试验20次取平均值，结果见表1。表1分组能量回收率（%）实施例122.76对照例121.94实施例220.32对照例212.56实施例311.63对照例33.68实施例1和对照例1相当于中度制动中的滑行过程，对比二者的能量回收率，可以看出该过程中单独启动再生制动或机械制动较本发明的能量回收率接近；对比实施例2和对照例2，该过程相当于中度制动中的停车过程，本发明的回收率较单独启动再生制动或机械制动有明显的优势；对比实施例3和对照例3，该过程相当于紧急制动过程，此过程几乎全部依赖机械制动来实现，当未设置磁生电组件和温差发电机时，其回收效率极低，而本发明能保持在10%左右，仍能满足制动回收的需求。以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。当前第1页12